Il y a 10 ans, le premier traitement de nitruration gazeuse des aciers de construction était réalisé au sein du laboratoire MSMP, inaugurant le lancement de la plateforme TTcH (traitements thermiques et thermochimiques). Reproduction exacte d’un traitement industriel, il servit de référence au projet Nit++, en partenariat avec Eurocopter (aujourd’hui Airbus Helicopters). Cette plateforme se distingue notamment par une thermobalance Setaram Setsys EVO 16/18 permettant des traitements thermiques jusqu’à 1400°C sous atmosphère réactive (NH3, H2, O2, CO, CO2) tout en suivant l’évolution de la masse des échantillons traités avec une sensibilité de 30 nanogrammes (soit une trentaine de cellules). Ce co-financement de 150 k€ d’équipements et autant en infrastructure (salle, système et panoplie gaz, sécurité…), partagé entre Arts et Métiers et Airbus Helicopters, a entre autres permis de développer la gamme de nitruration industrielle dite « grande profondeur » de la nouvelle génération de transmissions de puissance des hélicoptères produit à Marignane.

La nitruration des aciers, un sujet emblématique du laboratoire depuis 30 ans.

Historiquement, la nitruration des aciers est un sujet emblématique de la thématique de recherche « Relations microstructures/propriétés/procédés » des matériaux à gradients de propriétés portés par le laboratoire MSMP depuis plus de 30 ans ! Pr. Laurent Barrallier, directeur de l’équipe MMS du laboratoire a ainsi soutenu la première thèse en 1992 sur la genèse des contraintes résiduelles dans les couches nitrurées d’aciers de construction en partenariat avec Airbus Helicopters. S’en est suivi le développement de ces activités par l’intermédiaire de quatre autres thèses.

Des partenariats industriels

Depuis 2011, le laboratoire MSMP a su se renforcer (recrutement de Sébastien Jégou comme maître de conférences) et développer ses partenariats R&D autour du traitement de nitruration gazeuse des aciers de construction par l’intermédiaire de cinq thèses.Fort de ses connaissances et compétences acquises depuis plus de 30 ans, le laboratoire MSMP applique aujourd’hui ses approches transverses de R&D à de nouvelles nuances d’aciers (à outils, électriques, hybrides…) ou encore à la modélisation pour l’industrie 4.0 des traitements thermochimiques de surface grâce à l’obtention de trois thèses .

Des travaux de recherche en lien avec l’enseignement

Ces dix années écoulées ont également été l’occasion de consolider les partenariats académiques avec des industriels au travers de nombreux stages de fin d’études mais aussi de projets d’expertises (validation des TRL5 et 6 de la nouvelle gamme de nitruration des aciers de construction de Safran Transmission Systems). L'année 2023 marquera le lancement de deux stages de fin d’études en collaboration avec Safran Transmission Systems. Ils auront pour objectifs de poursuivre le développement des activités de la plateforme TTcH avec l’étude de traitements DUPLEX de surface nouvelles générations, plus responsables. Ils seront le point de départ d’un nouveau projet de collaboration de trois ans entre le laboratoire MSMP et Safran Transmission Systems autour des traitements thermochimiques de surface. L’enseignement n’est pas en reste avec une pédagogie qui s’appuie sur ces exemples d’application de R&D mais aussi sur les moyens techniques de cette plateforme, notamment au travers des UE MATA, UEI COPA-REPA TTcH et PJT de 2e année. Cette pédagogie se développe également en relation avec l’essor de l’industrie 4.0 afin de proposer des solutions de prédictions des propriétés adaptées à ce type de traitement. Les acteurs de la plateforme TTcH sont Pr. Laurent Barrallier (professeur des universités), Dr. Sébastien Jégou (Maître de Conférences), Dr. Fabrice Guittonneau (ingénieur de recherche), Jean-François Mathieu (ingénieur d’études) et Jean-Philippe Martin (technicien).

par Sébastien Jégou et Cécile Pêcheur